به گزارش ثریا - «صنعت هستهای یک صنعت مادر و اصلی است براساس گزارشهای متخصصان و دانشمندان که باید به مردم هم ارائه شود، فناوریهای دقیق و حساس در تجهیزات پزشکی، هوافضا و حسگرهای دقیق الکترونیک، وابسته یا متأثر از صنعت هستهای است.» این بخشی از صحبتهای رهبر انقلاب اسلامی ایران در ۱۴خرداد امسال است.وقتی صحبت از انرژی هستهای میشود، معمولاً ذهنها به سمت نیروگاههای برق یا کاربردهای پزشکی و نظامیمیرود. اما این صنعت پیشرفته، نقش فوقالعاده مهم و رو به رشدی در یکی از هیجانانگیزترین حوزهها، یعنی هوافضا و ماهوارهها، ایفا میکند. فکرش را بکنید، چطور میشود فضاپیماها هزاران کیلومتر دورتر از خورشید، در تاریکی مطلق فضا، همچنان کار کنند و اطلاعات بفرستند؟ یا چطور میشود روزی به مریخ سفر کرد، نه در ماهها، بلکه در هفتهها؟ پاسخ در استفاده از قدرت شگفتانگیز هستهای است.
انرژی هستهای در فضا!تامین انرژی در فضا، بهویژه برای سفرهای دوردست، یک چالش بزرگ است. سلولهای خورشیدی که روی زمین کارآمدند، هرچه از خورشید دورتر میشوند، کارایی خود را از دست میدهند. در سیارات دوری مانند مشتری یا زحل، نور خورشید بسیار ضعیف است. همچنین، در شبهای طولانی مریخ یا سایههای دائمی قطبین ماه، پنلهای خورشیدی عملاً کار نمیکنند. اینجاست که انرژی هستهای وارد میدان میشود؛ منبعی از قدرت پایدار و مطمئن که نیازی به نور خورشید ندارد و میتواند برای دههها کار کند.
قلب تپنده کاوشگران فضایی: مولدهای برق رادیوایزوتوپی (RTG)یکی از اصلیترین کاربردهای انرژی هستهای در فضا، ساخت دستگاههایی به نام مولدهای برق رادیوایزوتوپی (RTG) است. این دستگاهها شبیه یک باتری هستهای عمل میکنند.درون RTG، مقداری ماده رادیواکتیو (معمولاً پلوتونیوم-۲۳۸) قرار دارد. این ماده به آرامی واپاشی میکند (هستهٔ ناپایدار یک اتم بهطور خودبهخود به ذرات دیگر تجزیه میشود) و در این فرآیند، گرما تولید میشود. این گرما سپس با استفاده از یک فناوری خاص به برق تبدیل میشود. تصور کنید یک بخاری کوچک که به جای حرارت دادن خانه، برق تولید میکند!RTGها (مولدهای برق رادیوایزوتوپی) منبع انرژی حیاتی فضاپیماهایی هستند که به مناطق دوردست منظومه شمسی سفر میکنند، جایی که نور خورشید بسیار ضعیف یا غیرقابل استفاده است. بدون این فناوری، مأموریتهایی مانند وویجر ۱ و ۲ (در حال ارسال داده پس از بیش از ۴۵ سال)، نیوهورایزنز (کاوشگر پلوتون) و مریخنوردهای کنجکاوی و استقامت (فعال در شرایط سخت اقلیمی مریخ) ممکن نبود. این فضاپیماها به لطف RTGها، بدون نیاز به نور خورشید، سالهاست که بدون وقفه کار میکنند.
سفر سریعتر به اعماق فضا
فکر کنید بخواهید از یک سر شهر به سر دیگر بروید؛ سرعتتان با ماشین و پای پیاده را با هم مقایسه کنید. تفاوت سرعت فضاپیماهای هستهای با فضاپیماهای معمولی هم همینقدر زیاد است. پیشرانش هستهای هدفش این است که زمان سفر به مقاصد دوردست مثل مریخ را به شدت کم کند، شاید از چند ماه به چند هفته!دو نوع اصلی از این فناوری در حال توسعه است؛ پیشرانه حرارتی هستهای (NTP)؛ در این روش، یک راکتور هستهای کوچک، هیدروژن مایع را تا دماهای بسیار بالا گرم میکند و آن را به گاز داغ تبدیل میکند. این گاز با فشار زیاد از پشت موشک خارج میشود و نیروی رانش بسیار قویتری نسبت به موشکهای شیمیایی معمولی ایجاد میکند. این یعنی سوخت کمتر برای رسیدن به سرعتهای بالاتر. پیشرانه الکتریکی هستهای (NEP)؛ اینجا راکتور هستهای برق تولید میکند. این برق به جای اینکه به گرم کردن سوخت بپردازد، به موتورهای یونی یا پلاسمایی قدرت میدهد. این موتورها با شتاب دادن به ذرات باردار، نیروی رانش کمتری تولید میکنند اما میتوانند برای مدت زمان طولانی (سالها) کار کنند و به تدریج سرعت فضاپیما را به مقدار فوقالعاده زیادی برسانند. این روش برای سفرهای بسیار طولانی به نقاط دوردست منظومه شمسی عالی است.ناسا و آژانس پروژههای تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (DARPA) در حال توسعه پروژهای به نام DRACO هستند که هدف آن آزمایش یک موتور حرارتی هستهای در فضا تا سال ۲۰۲۷ است. این موتور میتواند سفرهای فضایی، مانند مأموریتهای سرنشیندار به مریخ، را سریعتر و کارآمدتر کند.
انرژی هستهای برای پایگاههای فضایی آینده در آینده، اگر قرار باشد انسانها پایگاههای دائمی در ماه یا مریخ بسازند، نیاز به منبع انرژی قوی و دائمی خواهند داشت. اینجا هم راکتورهای هستهای کوچک میتوانند راهحل باشند. این راکتورها میتوانند برق و گرمای لازم را برای سیستمهای پشتیبانی حیات، آزمایشگاهها، و زندگی فضانوردان فراهم کنند، بدون اینکه نگران شبهای طولانی یا طوفانهای گرد و غبار باشند.شرکت رولز-رویس با حمایت آژانس فضایی بریتانیا در حال توسعه میکرو راکتورهای هستهای برای استفاده در سطح ماه است. این راکتورها با هدف تأمین انرژی پایدار برای پایگاههای قمری طراحی شدهاند و میتوانند نقش مهمی در مأموریتهای آینده ایفا کنند.صنعت هستهای با ارائه راهحلهای هوشمندانه برای تولید برق و حرکت در فضا، نقش بسیار مهمی در باز کردن افقهای جدید در اکتشافات فضایی دارد. از روشن نگه داشتن کاوشگرها در مرزهای منظومه شمسی گرفته تا فراهم کردن امکان سفرهای سریعتر به ماه و سیارات دیگر و حتی تامین انرژی برای زندگی در فضا، فناوریهای هستهای نیروی محرکه اصلی گامهای بعدی بشریت در کیهان هستند. به گفته رئیس سازمان فضایی، آینده فضا متعلق به کشورهایی است که بتوانند در بهرهبرداری از منابع کرات آسمانی مشارکت کنند، و اگر ایران در این مسیر غفلت کند، فرصت دسترسی به منابع ارزشمند فضایی را از دست خواهد داد.برق هستهای؛ پیشران فضا و هوش مصنوعیانرژی هستهای فقط برای نیروگاه یا مأموریتهای فضایی نیست؛ حالا به یکی از پایههای اصلی هوش مصنوعی هم تبدیل شده است. مدلهای پیشرفته AI نیاز به برق پایدار و پرقدرت دارند، چیزی که فقط انرژی هستهای میتواند در مقیاس بزرگ تأمین کند.
غولهایی مثل مایکروسافت برای دیتاسنترهای هوش مصنوعی به سمت راکتورهای کوچک هستهای (SMR) رفتهاند. همزمان، ناسا و دارپا در حال توسعه پیشرانههای هستهای برای سفرهای سریعتر در فضا هستند.از تأمین انرژی کاوشگرها در اعماق منظومه شمسی تا پشتیبانی از پردازشهای سنگین هوش مصنوعی روی زمین، نیروی هستهای در حال تبدیل شدن به موتور محرکه آینده بشریت است. ایران با داشتن زیرساخت هستهای میتواند در هر دو میدان، فضا و فناوری اطلاعات، نقشآفرین باشد.
منبع : مایکرو سافت